Как играта на билярд създава пластмасата

През 60-те години на 19-ти век продуктите от слонова кост, като топки за билярд, добили огромна популярност. Но за да притежават хората от онова време красиви предмети, дивата природа плащала тежка цена- смъртта на тези животни. Освен това слоновата кост била скъпа и се намирала трудно. В търсене на алтернативи, Майкъл Фелан, познат като бащата на съвременния билярд, обявил награда от 10 000 щатски долара за човека, който създаде достатъчно добър заместител.

Предшественикът на днешната пластмаса- наречен Целулоид

Това вдъхновило американския изобретател Джон Уесли Хаят и така през 1869 г. той патентовал Целулоид – материал подобен на пластмасата, направен от памучни влакна и камфор. Изобретението предизвикало сензация, а рекламите хвалели новия материал, като спасител на слоновете и природата.

Създаване на първата синтетична Пластмаса

Годината била 1907г, в която белгийският химик Лео Бакеланд патентова своето изобретение Бакелит и така се превръща в бащата на пластмасовата индустрия. Бакелитът е първата изцяло синтетична пластмаса, а маркетинг мотото ѝ било „Материалът с хиляда приложения“, защото давал безкрайни възможности за оформяне в какви ли не предмети.

И както той пише в дневника си на 11 юли 1907г: „Ако не е много сбъркано, това изобретение ще се окаже важно в бъдеще“."

Бакеланд се родил в Белгия, в бедно семейство на баща обущар и майка прислужница, но въпреки трудностите младия Лео бил много ученолюбив. Независимо, че родителите му били необразовани, те го подкрепяли и той ходил на вечерно училище. По- късно, младежът спечелил стипендия за университета в Гент и на 20 години защитил докторат по химия. След като се оженил, се преместил да живее в Ню Йорк. Натрупал толкова голямо състояние, произвеждайки хартия за отпечатване на снимки, че можел да си позволи да не работи.

През юли 1907г, когато писал в дневника си, експериментирал с формалдехид и фенол. Това, което Бакеланд изобретява тогава, е първата напълно синтетична пластмаса- бакелит и е бил прав за бъдещото й значение. Станал толкова известен, че дори списание Time поставило негова снимка на корицата си, без да е необходимо да обяснява кой е.

Създадената от изобретателят корпорация „Бакелит“ не била скромна при рекламирането на продукта си. Отбелязвала, че хората са успели да надскочат старата класификация на животни, полезни изкопаеми, растения и че сега имало „четвърто безгранично царство“. Звучи преувеличено, но е истина. Дотогава учените опитвали да имитират или подобрят естествени субстанции. Първата пластмаса, като целулоида, била базирана на растенията. Самият Бакеланд търсел алтернатива на смола, секретирана от бръмбарите, която се използвала за изолиране на електричеството. Но бързо си дал сметка, че бакелитът можел да се използва за много повече неща. Корпорация „Бакелит“ го нарекла „материалът с хилядите употреби“. И отново не сгрешила. Използвал се при телефони и радиа, в оръжия и чаши за кафе, в топки за билярд и в бижута. Бакелитът бил включен дори в първата атомна бомба.

Успехът на бакелита вдъхновил и нови творения. Какви други изкуствени материали могат да се създадат със свойства, които не срещаме непременно в природата? Невероятният успех на Хаят и Бакеланд мотивират големи химични компании да инвестират в проучването на възможностите за синтетична пластмаса и така през 30-те години на 20-ти век се появяват няколко вида пластмаса, които използваме и днес. Появил се полиестерът, използван много пъти за пакетиране, найлонът, който станал популярен в медиите, и полиетиленът, който се използва в найлоновите торбички.

През Втората световна война тези материали играят ключова роля в армията – използват се в самолети, дрехи, парашути и всякакво друго оборудване.А когато войната свършила, се появили нови продукти, като Tupperware, на пазара на потребителски стоки.

Първите проблеми с Пластмасата

След края на войната, когато хората отново можели да се наслаждават на живота, пластмасата заляла цялото общество. По онова време била завладяваща технологична новост с обещанието, че човекът вече може да създава каквото пожелае и когато пожелае, без да е зависим от природата. Но тази слава не продължила твърде дълго. Образът на пластмасата започнал постепенно да се променя. Въпреки проблемите с имиджа обаче, половин век по-късно производството на пластмаса нарастнал многократно. Това се случвало, въпреки нарастващите данни за екологични проблеми и през 60-те години на 20-ти век, вълнението тръгнало в друга посока. Тогава били забелязани първите отпадъци от пластмаса в окените и обществото, особено в научните среди, започнало да мисли за екологичните последици от индустрията.

Микропластмаса

За разлика от други материали, пластмасата не се разгражда, а се разпада на малки парчета, наречени микропластмаса. Тези частици чрез дъждовната вода, навлизат в кръговрата на природата. Парченцата се намират дори на големи височини и на много отдалечени места, като Арктика. Може би вече знаете, че както става част от хранителната верига и природата, така микропластмасата влиза и в нашите храна и питейна вода. Това, което все още не знаем, е какви са последиците.

Според изследване на Световната здравна организация, микропластмасата е буквално навякъде, но понеже този феномен е сравнително нов, са необходими повече изследвания, за да се каже със сигурност дали има и какво е влиянието върху хората. Според други изследвания, поглъщането на микропластмаса може да има негативно влияние върху човешките хромозоми и така да доведе до здравословни проблеми като стерилитет, наднормено тегло и злокачествени заболявания. При всички положения е важно да се направят още изследвания, а производителите на пластмаса, обществените лица и всички потребители да бъдем отговорни по въпроса.

В днешно време, само около 30% от произведената пластмаса се рециклира, което е много по-малко отколкото при хартията или стоманата. Затова най-успешните варианти за справяне с проблема са да използваме колкото се може по-малко пластмаса, а когато все пак се наложи – да може тя да се рециклира след това.

Някои пластмасови изделия обаче не могат да се рециклират. Бакелитът е пример за това. Подобряването на резултатите ще бъде важна задача. Може би сте виждали, че пластмасовите продукти се маркират с малки триъгълници с номера от едно до седем. Това се нарича Кодекс за идентифициране на смолата и е една от инициативите на индустрията за подпомагане на рециклирането, въпреки че системата далеч не е съвършена.

Какво може да направим?

Като потребители, това което можем да правим, е да се фокусираме върху принципите на кръговата икономика – да избираме продукти и опаковки с възможно най-нисък екологичен отпечатък, да преизползваме и да рециклираме. Трендът в това отношение е световен и има все повече „зелени“ профили, от които черпим вдъхновение.

Един забележителен пример за това е интернет страницата Ecobricks.org – сдружение, което обединява хора от цял свят и окуражава строителството с така наречените „еко тухли“. Това са просто пластмасови бутилки, пълни с пластмасови отпадъци, които могат лесно, ефективно и евтино да се вграждат в строителството, като в същото време предпазват планетата.

Освен това, няколко научни лаболатории в момента изследват потенциала на определени видове бактерии и червеи да изяждат пластмасата. Ако проучванията се окажат успешни, това може да бъде един от ключовете към проблема със замърсяването.

Ползи от Пластмасата

Пластмасата има и някои ползи за околната среда.

Автомобилите, произведени с пластмасови части, са много по-леки и съответно, използват по-малко гориво.

При транспорта, ниското тегло на продуктите опаковани в пластмаса спестява вредни емисии.

Пластмасовите опаковки позволяват да се запази качеството на храната по-дълго време, което намалява разхищението на храна и осмисля ресурсите (енергия, вода, площ) за отглеждането ѝ.

Понеже пластмасата не се чупи лесно, това е още един от начините, по които предпазва продуктите от разхищение.

Бутилките от пластмаса, а не от стъкло, биха били по–безопсни, ако бъдат изхвърлени в парка, където играят децата ни.

Историческа перспектива: Как са се променили разходите на шприцформите?

Цената на шприцването на пластмаса се промени значително с течение на времето. В първите дни на шприцоването цената на матрицата беше много висока. Това се дължеше на факта, че процесът беше нов, производствената технология и машините бяха стари, използваше се много ръчен труд и нямаше много фирми, които знаеха как да правят калъпи. С течение на годините и повече компании започнаха да се специализират в производството на форми, цените започнаха да падат. Днес цената на пластмасовата шприцформа е много по-ниска, отколкото беше в миналото.

Една от причините, поради която цената на пластмасовата шприцформа е намаляла, е поради напредъка в технологиите. В миналото формите трябваше да се изграждат на ръка, което отнемаше много време и беше скъпо. Днес формите могат да се създават с помощта на CNC машини, които са много по-бързи и по-евтини. Цената на пластмасова шприцформа се определя главно от геометрията на частта, формования материал и сложността на формата.

Шприцоването е процес, изобретен в края на 1800 г. и оттогава е изминал дълъг път. Първата машина за шприцване на пластмаса е създадена през 1872 г. от Джон Уесли Хаят, който се опитва да намери начин да направи билярдни топки без да използва слонова кост. Слонова кост ставаше все по-скъпа и трудна за получаване, така че Hyatt излезе с идеята да използва калъп, за да създаде топките от целулоид вместо това.

Цената на пластмасовата форма: разбивка на разходните фактори

Размерът и сложността на матрицата са може би най-важните фактори при определяне на нейната цена. Една проста форма за малък предмет може да струва само няколкостотин евро, докато по-сложна форма за по-голям предмет може да струва няколко хиляди.

Стоманеният материал, от който е направена матрицата, също играе роля за цената му. Формите могат да бъдат направени от различни метали, пластмаси или дори композити. Формите обикновено са по-скъпи, когато са направени от по-скъпа стомана, като S136, която струва три пъти повече от P20.

И накрая, компанията, която произвежда матрицата, също може да повлияе на нейната цена. Обикновено опитен производител, който прави форми за много индустрии и видове продукти, ще има опит и ще може да направи матрицата за по-малко време, което може да намали разходите ви.

Като цяло малките и прости форми могат да започнат от около 500-2000 евро, докато по-големите и по-сложни форми могат да струват десетки хиляди евро. Цената на матрицата обаче е само малка част от общите разходи за производство на продукт. Важно е да се вземат предвид разходите за материали, труд, опаковка и доставка, когато се определя крайната цена на даден продукт.

Получаване на най-добра стойност: Как да спестите от разходите за шприцформи

За да получите най-добрата стойност за парите си, когато става дума за разходи за шприцформи, има няколко неща, които можете да направите:

Елиминирайте подрязванията

Подрязванията при леене под налягане могат да бъдат труден и скъп проблем за отстраняване. Те се причиняват от това, че матрицата не може да освободи частта от кухината на матрицата. Подрязванията също могат да доведат до това, че материалът не протича правилно в кухината на формата.

Има няколко начина за премахване на подрязвания, но най-добрият начин е да проектирате частта така, че да може да се формова без тях. Това може да стане чрез използване на симетрична геометрия, проектиране на по-големи ъгли на наклон в частта или използване на централни щифтове.

Отървете се от ненужните функции

За да се произведе висококачествен продукт, е важно да се отървете от ненужните функции и да опростите дизайна на леене под налягане. Това ще сведе до минимум потенциала за дефекти и ще подобри цялостната ефективност на производствения процес. Има няколко ключови неща, които трябва да имате предвид, когато опростявате дизайн за леене под налягане:

1. Премахнете всички характеристики, които не са абсолютно съществени за функцията или естетиката на крайния продукт.
2. Уверете се, че всички останали функции са възможно най-прости, с чисти линии и гладки повърхности.
3. Избягвайте остри ъгли и други области, където материалът може да се заклещи по време на процеса на леене под налягане.

Използвайте подход с кухина на ядрото

Подходът с кухина на сърцевината при леене под налягане е процес, при който се създава матрица с вътрешно ядро, което оформя формата на желания продукт. След това стопената пластмаса се инжектира във формата и се оставя да се охлади, оформяйки продукта. Този подход има няколко предимства пред традиционните методи за леене под налягане, включително повишена точност и прецизност, както и намалено време и разходи за производство.

Проектирайте самосвързващи се части

Когато става дума за леене под налягане, дизайнът на самосвързващи се части е важен фактор. Това е така, защото самосъединяващите се части трябва да могат да пасват идеално една към друга, за да функционират правилно. Шприцоването е процес, който може да създаде много прецизни части, така че е важно да се възползвате от това, когато проектирате самосвързващи се части.

Има няколко неща, които трябва да имате предвид, когато проектирате самосвързващи се части за леене под налягане. Първо, частта трябва да бъде проектирана така, че да може лесно да се извади от формата. Второ, частта трябва да бъде проектирана така, че да може лесно да се сглобява и разглобява. Трето, частта трябва да бъде проектирана така, че да може да се свързва с други части без никакви пропуски или други проблеми.

Променете и използвайте повторно пластмасови форми

В производството на пластмаси модифицирането и повторното използване на форми е често срещана практика. Може да се направи с нови или съществуващи форми и може да спести време и пари на компаниите. Има няколко причини, поради които една компания може да избере да модифицира матрица. В някои случаи оригиналната форма не е проектирана правилно и трябва да бъде модифицирана, за да се реши проблемът. В други случаи една компания може да поиска да промени дизайна на частта, която се произвежда.

Обърнете внимание на анализа на Design for Manufacturing (DFM).

В света на пластмасите, дизайнът за производство е комбинацията от изкуство, наука и технологии, необходими за проектиране на пластмасова част или продукт преди инструментална екипировка и производство, което ще отговори на очакванията на клиентите за качество и разходи. Целта на DFM е да осигури по-високи нива на удовлетвореност на клиентите, по-ниски производствени разходи и по-големи печалби.

Обърнете внимание на DFM анализа при леене под налягане. Това може да помогне за подобряване на качеството на вашите продукти и избягване на потенциални проблеми. С подходящ анализ можете да оптимизирате дизайна на вашата шприцформа и да произвеждате части, които отговарят на вашите спецификации.

Използвайте пластмасова форма с множество кухини или фамилна

Използването на матрица с множество кухини може да бъде по-скъпо от използването на матрица с една кухина, но също така може да бъде по-бързо и по-ефективно. Ако имате нужда от голям брой части или ако вашата част е сложна и има много функции, матрицата с няколко кухини може да бъде най-добрият вариант. Цената на формата с няколко кухини може да варира в зависимост от размера и сложността на формата. Въпреки това, като цяло формите с множество кухини са по-скъпи от формите с една кухина.

Изберете опция за производство при поискване

Тъй като светът все повече се отдалечава от традиционните методи на производство, производството при поискване става все по-популярна опция за бизнеса. Пластмасовото формоване е една област, в която производството при поискване може да бъде чудесен вариант за бизнеса. Има много предимства при избора на производство при поискване за вашите нужди от пластмасово формоване, включително разумна цена.

Производството при поискване може да спести пари на бизнеса в дългосрочен план чрез намаляване на разходите за инвентар и елиминиране на времето за доставка. В допълнение, производството при поискване може да помогне на бизнеса да реагира бързо на промените в търсенето на клиентите. Има няколко предимства да изберете опция за производство при поискване за вашите нужди от пластмасова форма. Може би най-очевидната полза е, че ви позволява да произвеждате само това, от което се нуждаете, когато имате нужда от него. Това може да помогне за спестяване на разходи, свързани с инвентара и съхранението. Освен това производството при поискване може да помогне за намаляване на времето за изпълнение и подобряване на гъвкавостта във вашата верига за доставки.

Помислете за размера на пластмасовата част

Когато обмисляте размера на пластмасова форма, важно е да вземете предвид разумната цена за проекта. В зависимост от желания резултат, размерът на матрицата може да се наложи да бъде променен, за да може да се приспособи към различни части. Също така е необходимо да се вземе предвид как ще се използва пластмасовата форма. Ако е за еднократен проект, тогава по-малък размер може да е по-рентабилен. От друга страна, ако формата ще се използва многократно, тогава може да е необходим по-голям размер, за да се избегне необходимостта от честа смяна.

В крайна сметка решението какъв размер пластмасова форма да се използва трябва да се основава на това, което е най-вероятно да доведе до желаните резултати на разумна цена. Вземането под внимание на всички тези фактори ще помогне да се гарантира, че крайният продукт е точно това, от което се нуждаете.

Използвайте формоване

Ако търсите начин да спестите производствени разходи, може да обмислите използването на формована пластмасова форма. Преформоването е процес, който ви позволява да формовате два или повече различни артикула и материали заедно, което може да помогне за намаляване на отпадъците и премахване на необходимостта от отделни процеси на сглобяване. Освен това формоването може да подобри здравината и издръжливостта на вашите продукти.

Заключение: Има ли „правилен“ отговор?

Когато става въпрос за леене под налягане, няма един „правилен“ отговор, когато става въпрос за намиране на най-добрата стойност. Има обаче няколко съвета и трикове, които могат да ви помогнат да спестите разходи за леене под налягане. Първият съвет е да работите с опитна и реномирана компания. Това ще гарантира, че ще получите най-добрата възможна цена за вашия проект. Вторият съвет е да бъдете реалисти по отношение на дизайна и бюджета на вашия проект. Шприцоването е сложен и отнемащ време процес, така че е важно да имате ясно разбиране за изискванията на вашия проект, преди да започнете. Като следвате тези съвети, можете да сте сигурни, че получавате най-добрата стойност за вашия проект за леене под налягане.

Знаейки, че цената на една шприцформа може да достигне десетки хиляди евро, важно е да получите оферти от множество компании, преди да вземете окончателно решение.

1. Съберете всички на масата, за да предизвикате дизайна

Създаването на успешен продукт изисква интердисциплинарен подход. Това означава обединяване на инженери, дизайнери, производители по договори, строители на форми и доставчици на материали. Всяка страна носи уникална гледна точка и техните комбинирани прозрения могат да помогнат за внимателно изследване и усъвършенстване на дизайна за по-добра производственост.

2. Дизайн за намаляване на общия брой части

Всеки компонент в дизайна добавя сложност и цена. Като оптимизирате дизайна си, за да намалите общия брой части, можете значително да рационализирате производствения процес и да спестите разходи за материали и труд.

3. Изградете го с модулен дизайн

Модулният дизайн насърчава гъвкавостта и лекотата на сглобяване, ремонт и надграждане. Позволява взаимозаменяемостта на частите, намалява времето за производство и понижава общите разходи за производство.

4. Ограничете броя на необходимите машинни операции

Всяка операция на машината е възможност за грешка и добавя към общите разходи. Ограничаването на броя на машинните операции чрез ефективен дизайн може да подобри производствения процес, да намали отпадъците и да минимизира потенциалния престой.

5. Използвайте стандартни компоненти

Стандартните компоненти са лесно достъпни, по-евтини и не изискват производство по поръчка. Включването им във вашия дизайн може драстично да намали разходите и да опрости монтажа и поддръжката.

6. Проектирайте частите така, че да бъдат многофункционални

Мултифункционалните части могат да изпълняват повече от една задача, намалявайки броя на компонентите, необходими в дизайна. Този подход не само опростява производството, но и подобрява функционалността и стойността на продукта.

7. Дизайнерски части за многократна употреба

Частите, предназначени за многократна употреба, могат да се използват в различни продуктови линии, повишавайки ефективността на производството и намалявайки разходите за инвентар. Този принцип също така помага за създаването на по-устойчив дизайн чрез намаляване на отпадъците.

8. Дизайн за лесна изработка

Лесното производство трябва да бъде основна цел в процеса на проектиране. Простите форми и дизайни са по-лесни и по-евтини за производство, изискват по-малко машинни операции и са по-малко податливи на производствени грешки.

9. Избягвайте отделни крепежни елементи

Отделните крепежни елементи усложняват монтажа и увеличават разходите. Проектирането на части за блокиране или захващане заедно може да опрости сглобяването и да намали необходимостта от допълнителни компоненти.

10. Минимизирайте указанията за сглобяване

Намаляването на броя на посоките на сглобяване може да опрости процеса на сглобяване, да намали шансовете за грешки при сглобяване и следователно да намали разходите. Този подход може също да подобри скоростта и ефективността на производствената линия.

11. Увеличете максимално съответствието

Спазването на индустриалните стандарти и разпоредби е от решаващо значение в производството. Дизайн, който по своята същност отговаря на тези стандарти, опростява производствения процес, намалява риска от наказания за неспазване и подобрява приемането на пазара на продукта.

12. Минимизирайте манипулациите и помислете как даден дизайн влияе върху опаковането и транспортирането на части

Всяка стъпка от обработката, опаковането и транспортирането увеличава цената и потенциалния риск от повреда. Минимизирането на обработката и отчитането на въздействието на дизайна върху опаковката и транспортирането може да доведе до значителни икономии на разходи и повишаване на цялостното качество на продукта.